Alfa Laval - Co je to membránová filtrace?

Co je to membránová filtrace?

Díky zkušenostem, které sahají až do roku 1965, mohou odborníci společnosti Alfa Laval na tuto otázku podrobně odpovědět. Membránová filtrace je separační metoda, která se vyznačuje schopností oddělovat molekuly různých velikostí a vlastností. Její hnací silou je rozdíl tlaku mezi oběma stranami speciální membrány. Membránová technologie umožňuje snížit celkové výrobní náklady a zároveň zvýšit kvalitu výrobků.

31032020.74.2 primary product picture white HRes

Co je to membránová filtrace a jak funguje?

Membránový filtr jako mechanická bariéra

Co je tedy membránová filtrace? V nejzákladnějším pojetí membránová filtrace zahrnuje průchod jednoho vstupního proudu membránovým systémem, který jej rozdělí na dva jednotlivé proudy, známé jako permeát a retentát. Membrána, která je odděluje, je fyzická bariéra s vysoce specializovanými vlastnostmi - bariéra, kterou mohou projít pouze určité vybrané složky vstupního proudu.

Průchod

Póry takového membránového materiálu jsou tak malé, že se měří v angstromech (10-10 m), a k tomu, aby jimi kapalina prošla, je zapotřebí tlak. Ve skutečnosti jsou póry v membránách používaných pro nanofiltraci a reverzní osmózu tak malé, že je nelze vidět ani pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu.

.

Typy membránové filtrace

Existují čtyři běžně uznávané typy membránové filtrace. Ty jsou definovány na základě velikosti materiálu, který mají oddělit od vstupní kapaliny. Tyto čtyři typy membránové filtrace jsou známy jako reverzní osmóza, nanofiltrace, ultrafiltrace a mikrofiltrace, a to v pořadí podle rostoucí velikosti pórů. Tyto typy membránové filtrace pokrývají naše ploché membrány a spirálové membrány.

membrane filtration molecules
reverse osmosis filtration membrane flow diagram

Co je reverzní osmóza (RO)

Reverzní osmóza používá při separaci kapalin co nejtěsnější membránu. V zásadě je voda jediným materiálem, který může membránou prostupovat. Všechny ostatní materiály (bakterie, spory, tuky, bílkoviny, slizy, soli, cukry, minerály atd.) membránou neprojdou.

Přečtěte si více o našich plochých membránách RO a spirálových membránách RO

nanofiltration membrane flow diagram

Co je to nanofiltrace (NF)

Nanofiltrace umožňuje průchod malých iontů (např. minerálů) a zároveň vylučuje větší ionty a většinu organických složek (např. bakterie, spory, tuky, bílkoviny, slizy a cukry).

Nanofiltrace (NF) vs. reverzní osmóza (RO)

Nanofiltrace není tak jemný separační proces jako reverzní osmóza a používá o něco otevřenější membrány.

Přečtěte si informace o našich NF plochých membránách a NF spirálových membránách

ultrafiltration membrane flow diagram

Co je ultrafiltrace (UF)

Ultrafiltrace zahrnuje použití membrán, ve kterých jsou větší póry a tlak je relativně nízký. Soli, cukry, organické kyseliny a menší peptidy mohou procházet, zatímco bílkoviny, tuky a polysacharidy nikoli.

Přečtěte si informace o našich plochých membránách UF and spirálových membránách UF.

microfiltration membrane flow diagram

Co je mikrofiltrace (MF)

Při mikrofiltraci jsou obvykle jedinými látkami, které neprojdou, pevné částice, bakterie a tukové globule.

Přečtěte si o našich plochých membránách MF a spirálových membránách MF.


Cross-flow vs. Dead-end filtrace

Membránová filtrace může být buď Dead-end nebo Cross-flow.

Cross-flow filtrace poskytuje oproti dead-end filtraci významné vestavěné výhody. Protože zpracovávané kapaliny protékají membránou nepřetržitě, nevzniká filtrační koláč, který by mohl vést k zanášení a nerovnoměrnému průtoku.  

To umožňuje provozovat kontinuální, automatizovaný filtrační proces, jehož výsledkem je konzistentní, kontrolovatelná kvalita produktu. Nejsou potřeba žádné pomocné filtrační prostředky a membrány mají prodlouženou životnost.

Téměř veškerá průmyslová membránová filtrace se provádí jako křížová filtrace, kdy filtrovaná kapalina proudí paralelně s membránou vysokou rychlostí a pod tlakem.

cross flow filtration vs dead end filtration
.

Výhody membránové filtrace

Membránová filtrace má mnoho významných výhod, pokud se používá v průmyslových aplikacích, kde je rozhodující spolehlivost, konzistence a provozní náklady.

Nižší celkové výrobní náklady

Jednou z výhod membránové filtrace je, že membránové filtrační systémy jsou často levnější než mnohé jiné alternativní technologie. Náklady na instalaci jsou nižší, stejně jako náklady na energii.

Membránová filtrace zahrnuje méně kroků zpracování a umožňuje dosáhnout vyššího stupně čistoty i vyšších celkových výtěžků.

Kromě toho, protože při membránové filtraci nevzniká filtrační koláč, nevznikají žádné náklady spojené s odstraňováním a likvidací tohoto zbytku.

 

 

Vysoká flexibilita  

Membránovou filtraci lze použít pro vstupní produkty s různou viskozitou, včetně produktů s vysokou viskozitou, které by jinak bylo obtížné zpracovat. Široká nabídka různých produktů membránové filtrace také zajišťuje, že pro každou konkrétní aplikaci je k dispozici nejlepší možné řešení. Tím se také eliminují zbytečné náklady na energii.

Vysoká kvalita konečného produktu

Membránová filtrace je čistá technologie. Proces separace probíhá výhradně na základě velikosti molekul, takže není nutné používat přísady. Výsledkem je konečný produkt špičkové kvality, který usnadňuje splnění mnoha přísných požadavků spotřebitelů i veřejných orgánů.

.

Historie membránové technologie Alfa Laval

Zkušenosti společnosti Alfa Laval v oblasti membránové filtrace a membránových filtračních systémů sahají téměř stejně daleko jako technologie samotná. Od poloviny šedesátých let, krátce po zavedení membránové filtrace v komerčním měřítku, pomáháme našim zákazníkům s membránovou technologií.

Naše rozmanité typy membrán a membránových výrobků, od membránových desek (ploché membrány nebo spirálové membrány) až po pomocná membránová zařízení, od zkušebních jednotek nebo pilotních zařízení až po membránové filtrační systémy, doplňuje široká škála separačních technologií, jako je použití dekantačních odstředivek a talířových odstředivek. Díky tomu vám můžeme nabídnout to nejefektivnější řešení.

Kompletní znalost

Nákup řešení membránové filtrace od společnosti Alfa Laval znamená, že využíváte know-how a zkušenosti, které vyplývají z úplné obeznámenosti s každým krokem procesu. Díky zkušenostem, které sahají až do roku 1965, mohou specialisté společnosti Alfa Laval vyvinout a vyladit řešení, které přesně odpovídá vašim potřebám a spojit tak vaše odborné znalosti v konkrétní oblasti zpracování s naším bezkonkurenčním know-how v oblasti membránové filtrace. Odborní pracovníci společnosti Alfa Laval jsou pravděpodobně jedineční ve své schopnosti řešit vaše potřeby v jakékoli fázi procesního řetězce.

Naprostá konzistence

Jsme jednou z mála společností v tomto oboru, která má kapacitu, odborné znalosti a zkušenosti pro vývoj, výrobu a instalaci membránových prvků, modulů a kompletních membránových filtračních systémů, stejně jako pro servis našich zákazníků. Pokud do svých procesních řešení zahrnete technologii membránové filtrace, můžete se na ni zcela spolehnout.

Důkladně otestováno

Jsme také jednou z mála společností na světě, která dokáže své know-how v oblasti membránové filtrace plynule škálovat od výzkumu a vývoje, testování a zkoušek až po výrobu v plném rozsahu a implementaci procesů, na které se vy a vaše společnost můžete zcela spolehnout.

Navíc máme vlastní rozsáhlé zkušební zázemí v dánském Nakskově. Naše zařízení vám umožní vyvíjet řešení pro váš specifický proces společně s našimi odbornými pracovníky. Máme také k dispozici širokou škálu pilotních laboratorních zařízení, pokud je pro vás výhodnější provádět práci ve vlastních prostorách.

.
.

Rozsáhlá nabídka řešení membránové filtrace

Sortiment membrán od společnosti Alfa Laval pokrývá všechny filtrační procesy - reverzní osmózu, nanofiltraci, ultrafiltraci a mikrofiltraci. Máme rozsáhlý sortiment spirálových prvků a plochých membrán. Poskytujeme také pilotní laboratorní zařízení. Naše membránová filtrační zařízení jsou navržena na modulární bázi, která poskytuje vysoký stupeň flexibility, protože membrány jsou zabudovány do modulů, moduly jsou zabudovány do smyček a smyčky jsou zabudovány do systémů. Konstrukci systému tak lze přizpůsobit jakýmkoli procesním potřebám a v případě zvýšení výrobních požadavků jej lze snadno rozšířit. To znamená, že vaše investice může následovat po jakémkoli požadovaném zvýšení výrobní kapacity, jakmile ji budete potřebovat - a to při relativně nízkých dodatečných nákladech.

 

Alfa Laval membrane test facilities in Nakskov Denmark

Pilotní laboratorní zařízení

.
.